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Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums, mit einem hülsenförmigen Gehäuse, in dem eine Sensorvorrichtung aufgenommen ist und das mit der Außenoberfläche der zu messenden Rohrleitung an einer ersten Kontaktfläche in Anlage bringbar ist.
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In vielen Anwendungsfällen ist es notwendig, die Temperatur eines in einer Rohrleitung strömenden Mediums mittels eines auf der Außenoberfläche der Rohrleitung anzuordnen den Temperatursensors zu messen. Beispielhaft soll von einer Heizungsanlage ausgegangen werden, in der heißes Wasser zirkuliert, dessen Temperatur erfasst werden soll. Zu diesem Zweck wird auf der Außenoberfläche der Rohrleitung, die üblicherweise einen Kreisquerschnitt aufweist, ein Temperatursensor angeordnet, der ein hülsenförmigen Gehäuse aufweist, das ebenfalls einen Kreisquerschnitt besitzt und in dessen Innenraum eine Sensorvorrichtung angeordnet ist, die mit einer üblichen Auswertevorrichtung verbunden ist. Die Wärmeenergie des in der Rohrleitung strömenden Wassers wird durch die Wandung der Rohrleitung, die üblicherweise aus Metall besteht, über die Kontaktfläche zwischen der Rohrleitung und dem Gehäuse, die im folgenden als erste Kontaktfläche bezeichnet wird, auf das Gehäuse übertragen, das vorzugsweise ebenfalls aus Metall besteht. Die Temperatur des Gehäuses wird durch die in dessen Innenraum angeordnete Sensorvorrichtung erfasst und angezeigt und/oder weiterverarbeitet.
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Die erste Kontaktfläche zwischen der Außenoberfläche der Rohrleitung und dem Gehäuse ist relativ klein und besitzt in dargestellten Beispiel einen linienförmigen Verlauf. Über diese kleine erste Kontaktfläche tritt nur eine geringe Wärmemenge über, wobei die Wärme des Gehäuses über dessen Außenoberfläche zumindest teilweise wieder an die Umgebungsluft abgegeben wird. Auf diese Weise besteht eine relativ große Temperaturdifferenz zwischen der tatsächlichen Temperatur des in der Rohrleitung strömenden Mediums und dem Temperaturwert, der durch die im Gehäuse angeordnete Sensorvorrichtung ermittelt und angezeigt wird.
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Es ist versucht worden, die erste Kontaktfläche zu vergrößern, indem das Gehäuse auf der der Rohrleitung zugewandten Seite eine konkave Krümmung aufweist, die der konvexen Krümmung auf der Außenseite der Rohrleitung entspricht. Wenn die beiden Krümmungsradien übereinstimmen, ist die erste Kontaktfläche wesentlich vergrößert, was zu verbesserten Messergebnissen führt. Da die Rohrleitungen unterschiedlicher Heizungsanlagen jedoch üblicherweise auch unterschiedliche Krümmungsradien und Querschnitte aufweisen, müsste für jeden Querschnitt einer Rohrleitung ein zugehörigen Gehäuse vorgesehen sein, was in der Praxis nicht durchführbar ist. Wenn die Krümmung auf der Außenseite der Rohrleitung nicht mit der Krümmung auf der Innenseite des Gehäuses übereinstimmt, liegt das Gehäuse an einer oder zwei linienförmigen ersten Kontaktflächen an, wodurch weiterhin ein relativ schlechter Wärmeübergang gegeben ist, der aus den genannten Gründen zu fehlerhaften Messergebnissen führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatursensor der genannten Art zu schaffen, der auch bei unterschiedlichen Querschnittsformen der Rohrleitung gute Messergebnisse liefert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Temperatursensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Gehäuse zumindest ein Flügelteil aufweist, das an einer zweiten Kontaktfläche, die von der ersten Kontaktfläche beabstandet ist, mit der Außenoberfläche der Rohrleitung in Anlage bringbar ist.
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Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Wärmeenergie von der Rohrleitung auf das Gehäuse des Temperatursensors nicht nur durch die erste Kontaktfläche dieser beiden Bauteile, sondern zusätzlich über zumindest ein weiteres Transmissionselement in Form eines Flügelteils zu übertragen. Das Flügelteil, das wie das Gehäuse vorzugsweise aus Metall oder einem anderen, die Wärme gut leitenden Material besteht, ist an seinem einen Ende mit dem Gehäuse verbunden, von dem es nach Art eines Flügels auskragt. Das Flügelteil kann mit der Außenoberfläche der Rohrleitung in Anlage gebracht werden, wodurch die zweite Kontaktfläche gebildet ist, die wesentlich größer als die erste Kontaktfläche ist. Über die zweite Kontaktfläche und das Flügelteil wird die Wärmeenergie von der Rohrleitung ebenfalls dem Gehäuse des Temperatursensors zugeführt. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der zweiten Kontaktfläche und aufgrund des Flügelteils ein wesentlich verbesserter Wärmeübergang zu dem Gehäuse des Temperatursensors gegeben ist, was zu genaueren Messergebnissen führt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Flügelteil plastisch verformbar und an die Außenkontur der Rohrleitung anpassbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Flügelteil aus Kupfer besteht. Auf diese Weise ist erreicht, dass das Flügelteil vom Benutzer großflächig mit der Außenoberfläche mit der Rohrleitung in Anlage gebracht werden kann, wodurch die große zweite Kontaktfläche gegeben ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite Kontaktfläche zumindest 20× größer als die erste Kontaktfläche ist.
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Es kann ein einzelnes Flügelteil vorgesehen sein, das an der Außenoberfläche der Rohrleitung in einem in Umfangsrichtung der Rohrleitung versetzten Abschnitt anliegt oder sogar die Rohrleitung auf der dem Gehäuse diametral entgegengesetzten Seite untergreift. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse zwei auf entgegengesetzten Seiten angeordnete Flügelteile aufweist, die jeweils an die Außenoberfläche der Rohrleitung anlegbar sind. Auf diese Weise ist die zweite Kontaktfläche, die sich aus der Summe der Kontaktflächen der Flügelteile mit der Außenoberfläche der Rohrleitung ergibt, nochmals wesentlich vergrößert.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Flügelteile über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, der auf der der ersten Kontaktfläche abgewandten Seite des Gehäuses angeordnet ist. Die Flügelteile umgreifen somit das Gehäuse außenseitig, so dass das Gehäuse zwischen den Verbindungsabschnitt der Flügelteile und der Außenoberfläche der Rohrleitung angeordnet ist. Damit ist der besondere Vorteil verbunden, dass dem Gehäuse die Wärmeenergie in zwei Abschnitten zugeführt wird, so dass innerhalb des Gehäuses eine gleichmäßige Wärmeverteilung gegeben ist, was zu genauen Messergebnissen führt.
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Um einen guten Wärmeübergang zwischen der Rohrleitung und dem Gehäuse sowie dem Flügelteil bzw. den Flügelteilen zu erreichen, muss sichergestellt sein, dass das Gehäuse und das Flügelteil bzw. die Flügelteile in engen Kontakt miteinander stehen. In Weiterbildung der Erfindung kann zu diesem Zweck eine Spannvorrichtung vorgesehen seien, mittels der das Gehäuse und das Flügelteil bzw. die Flügelteile mit einer äußeren, sich von außen auf die Rohrleitung spannenden Spannkraft beaufschlagbar sind.
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In einer möglichen Ausgestaltung der Spannvorrichtung ist vorgesehen, dass diese ein den Temperatursensor außenseitig umgebendes Spannband ist. Vorzugsweise lässt sich das Spannband mehrfach um den auf der Rohrleitung angeordneten Temperatursensor herumwickeln, so dass dieser vorzugsweise vollständig von dem Spannband umgeben und abgedeckt ist. Damit ist der weitere Vorteil verbunden, dass das Spannband als Wärmeisolator dient, der eine übermäßige Abgabe der Wärmeenergie an die Umgebung verhindert. Zu diesem Zweck kann das Spannband beispielsweise aus geschäumten Kunststoff oder einem anderen wärmeisolierenden Material bestehen.
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Das Spannband sollte in seiner um den Temperatursensor herumgewickelten Stellung fixierbar sein. Zu diesem Zweck ist eine Haltevorrichtung vorgesehen, die einen vom Benutzer in einfacher Weise zu schließenden und zu öffnenden Verschluss beispielsweise in Form eines Klettverschlusses aufweisen kann.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 Eine perspektivische Ansicht des auf eine Rohrleitung aufgesetzten Temperatursensors,
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2 einen Querschnitt durch die Rohrleitung und den Temperatursensor gemäß 1 und
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3 eine 2 entsprechende Schnittdarstellung mit angebrachtem Spannband.
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Temperatursensors 10 zur Bestimmung der Temperatur eines in einer Rohrleitung R strömenden Mediums gezeigt. Der Temperatursensor 10 besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 11, in dem eine Sensorvorrichtung 12 üblichern Aufbaus aufgenommen ist, die über einen Anschluss 20 an eine Anzeigevorrichtung oder eine Auswerteeinheit angeschlossen werden kann. Das rohr- bzw. hülsenförmige Gehäuse 11 besteht aus Metall und beispielsweise aus Kupfer und wird zur Temperaturmessung in Längsrichtung auf die Außenoberfläche der Rohrleitung R aufgelegt, so dass zwischen der Rohrleitung R und dem Gehäuse 11 eine erste, in Längsrichtung der Rohrleitung R verlaufende Kontaktfläche K1 gebildet ist.
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An das Gehäuse 11 des Temperatursensors 10 ist auf entgegengesetzten Seiten jeweils ein plattenförmiges Flügelteil 13 angeschlossen. Die Flügelteile 13 erstrecken sich von der oberen, der Rohrleitung R abgewandten Seite des Gehäuses 11 frei auskragend nach außen und unten und sind auf der der Rohrleitung R abgewandten Seite des Gehäuses 11 über einen Verbindungsabschnitt 14 miteinander verbunden.
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Die Flügelteile 13 und der Verbindungsabschnitt 14 bestehen vorzugsweise aus Metall und insbesondere aus Kupfer und können von einem einheitlichen Bauteil beispielsweise in Form einer dünnen Kupferfolie gebildet sein, die im Bereich des Verbindungsabschnitts 14 mit dem Gehäuse 11 verbunden wird. Die Flügelteile 13 sind in einfacher Weise plastisch verformbar, d. h. sie lassen sich an die Kontur der Außenoberfläche der Rohrleitung anpassen und behalten ihre Form nach Anpassung bei.
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Um die Temperatur eines in der Rohrleitung R strömenden Mediums zu messen, werden die Flügelteile 13 zunächst in eine gespreizte Stellung verformt und das Gehäuse 11 wird auf die Rohrleitung unter Bildung der ersten Kontaktfläche K1 aufgelegt. Anschließend werden die Flügelteile 13 so verformt, dass sie sich von außen auf entgegengesetzten Seiten an die Außenoberfläche der Rohrleitung R anlegen, wie es in 2 gezeigt ist. Dabei umgreifen die Flügelteile 13 die Rohrleitung R über mehr als den halben Außenumfang, so dass das Gehäuse 11 mittels der Flügelteile 13 auf der Rohrleitung gehalten ist. Die Kontaktflächen zwischen den Flügelteilen 13 und der Außenoberfläche der Rohrleitung R bilden zusammen eine zweite Kontaktfläche K2, über die die Wärmeenergie in die Flügelteile 13 und von diesen teilweise direkt in das Gehäuse 11 und teilweise über den Verbindungsabschnitt 14 in das Gehäuse 11 eingeleitet wird. Zusätzlich tritt die Wärmeenergie aus der Rohrleitung R über die erste Kontaktfläche K1 direkt in das Gehäuse 11 ein. Die Temperaturmessung mittels der Sensorvorrichtung 12 und die Anzeige und Auswertung der Temperatur erfolgt in üblicher Weise, so dass an dieser Stelle darauf nicht weiter eingegangen werden soll.
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3 zeigt eine Weiterbildung der Ausgestaltung gemäß den 1 und 2. Diese Ausgestaltung weist zusätzlich eine Spannvorrichtung 16 in Form eines Spannbands 17 auf, das über ein Befestigungselement 15 mit einem der Flügelteile 13 verbunden ist. Das Spannband 17 kann außenseitig um die Rohrleitung R, das Gehäuse 11 und die Flügelteile 13 mehrfach herumgewickelt werden, wodurch das Gehäuse 11 und die Flügelteile 13 radial von außen auf die Rohrleitung R gespannt werden. Um das Spannband 17, das vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Material, beispielsweise einem geschäumten Kunststoff besteht, sicher in seiner Spannposition zu halten, ist eine Haltevorrichtung 18 in Form eines Klettverschlusses 19 vorgesehen.
